基于Qt/Embedded觸摸屏的智能家居控制系統

摘 要： 設計了一個基于Qt/Embedded 觸摸屏的智能家居控制平臺，并通過zigbee 組網的方式，實現家居的智能化控制。首先，智能家居的界面用Qt/Embedded 設計，然后，界面被移植到以ARM9 為微處理器的控制平臺上，并實現界面的觸摸屏功能；最后，通過串口驅動將設計的具有觸摸屏功能的界面與zigbee 組網的協議連接起來，實現對智能家居控制的無線傳輸。

　　1 引言

　　隨著生活質量的提高，家居智能化已經成為當今時代的一種主流。如何更好的設計智能家居的整體性控制就顯得越來越重要。由于ARM 和觸摸屏的迅速發展，采用更好的GUI,實現友好的界面控制成為了可能；同時由于zigbee 無限傳輸技術的廣泛應用，通過設計zigbee 的協議組網，使ARM 能輕易的通過的串口驅動程序實現智能家居的控制；同時，通過ARM 對萬能遙控器的識別碼的學習，實現了ARM 在智能家居上的多功能應用和智能家居的一體化控制。

　　2 系統設計概述

　　基于嵌入式智能家居的設計結構框圖如圖1 所示。主要包括以下幾部分。Qt/E 及linux 系統、ARM9微處理器、zigbee 模塊、語音模塊、GSM 模塊、串口和網絡模塊以及萬能遙控器。

圖1 智能家居設計結構框圖

　　ARM9 微處理器采用Samsung S3C2440 CPU開發板，系統選擇嵌入式linux 系統，其內核使用2.6.25.8 的內核，nandflash 采用256M 的內存。且由于arm 內核集成了多種外設控制模塊的驅動程序，所以要對其進行必要的裁剪，串口用于連接zigbee模塊。

　　Zigbee 采用TI 公司的CC24430 無線射頻芯片，zigbee 有顯著的低成本、低消耗、網絡節點多等的無線傳輸功能，所以可以將一個zigbee 作為路由，通過一個zigbee 向多個zigbee 傳輸的功能，實現zigbee 的組網的，也有效的延長了zigbee 的傳輸距離。

　　網絡模塊采用CS8900A通過連接路由器，實現遠程登入。

　　3 系統軟件設計實現

　　系統采用linux 作為操作系統， 首先基于Qt/Embedded 進行圖形界面的設計，再在宿主機上建立交叉編譯環境，并制作yaffs 操作系統，最后將嵌入式linux 系統移植到ARM9 開發板上。系統通過設計GUI 界面，實現通過觸摸屏對智能家居的一體化控制[1].文章軟件部分包括嵌入式linux 操作系統的移植、系統界面設計、串口驅動和zigbee 組網設計。

　　在ARM9 和zigbee 的傳輸過程中，有一個智能家居的單元端接口設置。為了區別于不同家庭之間的傳輸，首先ARM9 會有一個各自家庭的主機ID 號設置。在一個家庭的智能化控制上，給路由功能的zigbee 設計八個端口，每個端口有一個ID 號，然后其余的連接路由的zigbee 通過接受各自ID 號的分別傳輸信息，最后，這些zigbee 又分別設置各自的設備號，這樣就去除了干擾，實現智能家居的單獨控制。

　　3.1 觸摸屏和Qt/Embedded 交叉編譯環境的建立

　　在建立交叉編譯環境之前先要進行linux 系統移植，Linux 系統的移植主要主要包括BootLoad 移植、內核移植與裁剪以及文件系統移植等部分[2].文章選用u-boot 作為BooLload 引導程序。Linux 內核由于其公開性，很容易實現其移植和裁剪。文件系統這采用yaffs 根文件系統。

　　觸摸屏和Qt/Embedded 的交叉編譯環境的建立是linux 系統移植的關鍵部分。其步驟如下。

　　第一步是進行觸摸屏校正，設計中采用tislib-1.4作為觸摸屏的校正。其分為兩步：（1）編譯tislib,產生校正文件。（2）是下載校正文件和庫文件到arm 板，實現五點校正。其編譯過程如下。

第二步是Qt/E 的交叉編譯。設計中Qt/E 采用qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0.同時為了方便程序開發，需要安裝X86 版和ARM 版。

　　先在PC 上使用x86 版和qvfb 開發，完成以后再使用ARM 交叉編譯放到開發版上運行。所以需要先解壓一次，然后重命名為qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0-x86;再解壓一次，并重命名為qt-embedded-linux-opensource-src-4.5.0-arm.Qt/E 的編譯過程如下。